Сплайсинг

(от англ. Splice-соединять, сращивать), удаление из молекулы РНК нитронов (участков РНК, к-рые практически не несут генетич. Информации) и соединение оставшихся участков, несущих генетич. Информацию (экзо-нов), в одну молекулу. С.-один из этапов образования функциональноактивных молекул РНК (процессинг РНК) из их предшественников, к-рый осуществляется после завершения транскрипции (синтез РНК на ДНК-матрице). В результате удаления каждого интрона происходит разрыв двух фосфодиэфирных связей с последующим образованием одной новой (см. Нуклеиновые кислоты). С. Подвергаются предшественники подавляющего большинства матричных РНК (пре-мРНК), а также нек-рых транспортных и рибосомных РНК (соотв. Пре-т РНК и пре-рРНК).

С. Характерен для РНК эукариот (все организмы, за исключением бактерий и синезеленых водорослей). Известны также случаи С. РНК бактериофагов. Механизмы С. У разл. Классов РНК различаются между собой. Для всех них характерна точность удаления интронов и соединения экзонов. Специфичность удаления единств. Интрона, если он имеется в пре-тРНК, обеспечивается ее трехмерной структурой. Эндонуклеаза, ассоциированная с ядерной мембраной, с участием др. Ферментов расщепляет предшественник на участках (сайтах) по краям интрона с образованием на концах экзонов 2',3'-циклофосфатного и 5'-гидроксильного концов (рис. 1). Соединение этих концов осуществляется в неск. Стадий. У растений и дрожжей фосфорилирование 5'-конца в месте разрыва молекулы, превращение 2',3'-циклофосфата в 2'-фосфат и образование 3',5 '-фосфодиэфирной связи с участием остатка фосфорной к-ты из АТФ (левая часть рис.).

У позвоночных механизм С. Пре-тРНК не включает фосфорилирование экзонов в месте разрыва (правая часть рис. На схеме указаны ферменты, катализирующие осн. Этапы С.). Рис. 1. Механизм сплайсинга пре-тРНК. W, X, Y, Z-пуриновые или пири-мидиновые основания. АДФ, АМФ, РР и P-соотв. Аденозиндифосфат, аде-нозинмонофосфат, пирофосфорная к-та и остаток фосфорной к-ты. С. Нек-рых пре-р РНК происходит автокаталитически (аутосплайсинг, самосплайсинг). В этом случае катализатор процесса - удаляемая интронная последовательность (рибо-зим). При этом С. Осуществляется в результате серии после-доват. Р-ций, включающих превращение одного фосфоэфира в другой без промежут. Гидролиза фосфодиэфирных связей и использования энергии извне. Р-ция происходит в присут.

Одновалентных катионов, Mg2+ и гуанозинового кофактора (гуанозинового нуклеотида или самого гуанозина), к-рый инициирует серию превращений - высвобождение интрона, соединение двух экзонов, а также циклизацию интрона (при этом гуанозиновый кофактор регенерируется). Самосплайсинг происходит у пре-рРНК простейших (напр., у тетрахимоны) и ряда пре-мРНК митохондрий низших грибов и нек-рых др. Пре-РНК, у к-рых интроны содержат консервативные последовательности, что обусловливает образование определенных вторичной и третичной структур. Установлено участие при удалении ряда интронов мито-хондриальных пре-мРНК у низших грибов особых белков-матюраз, к-рые кодируются частично нитронами, частично экзонами. Роль матюраз, как и нек-рых др.

Белков, сводится, по-видимому, к фиксации конформации интрона, необходимой для осуществления им каталитич. Ф-ции. С. Пре-мРНК, находящихся в ядре, происходит в составе специфич. Нуклеопротеидных частицах (сплайсомах). Обычно С. Подвергается кэпированная полиаденилированная линейная пре-мРНК. К.-л. Строгого порядка для удаления множественных интронов из пре-мРНК не наблюдается, хстя удаление одних интронов может происходить быстрее, чем других. С. Происходит исключительно в ядре. Несплай-сированная РНК остается в ядре и деградирует. Однако если пре-РНК содержит интрон, к-рый может участвовать в альтернативном пути С. (см. Ниже), то она м. Б. Транспортирована в цитоплазму. С. Ядерных пре-мРНК происходит обычно по границам интронов, к-рые содержат на концах динуклеотиды 5'-GU и AG-3' (A, G и U-соотв.

Остатки аденозина, гуанозина и уридина. Правило Шамбо-на). Известно только неск. Исключений, когда вместо GU расположен динуклеотид GC (С-остаток цитидина). Рядом с этими динуклеотидами расположены т. Наз. Консенсусные.